La diabetes de tipo 1 es una enfermedad crónica que afecta a millones de personas en todo el mundo. Esta condición se caracteriza por la incapacidad del cuerpo para producir insulina. Ello puede llevar a niveles de glucosa en sangre muy altos y graves complicaciones de salud.

Los pacientes con diabetes de tipo 1 deben recibir insulina externamente para regular sus niveles de azúcar en sangre,. Este puede ser un proceso complejo y engorroso. Sin embargo, un equipo de investigadores del Departamento de Ciencia e Ingeniería de Biosistemas de la ETH Zurich de Basilea (Suiza) ha desarrollado un prototipo de un dispositivo que podría cambiar completamente la forma en que se trata esta enfermedad.

Pila de combustible implantable utiliza la glucosa para producir insulina

La pila de combustible implantable que han creado estos investigadores es una idea futurista que podría revolucionar la forma en que se alimentan los dispositivos biomédicos. En lugar de depender de pilas de un solo uso o recargables, esta pila de combustible utiliza el exceso de glucosa en sangre para generar energía eléctrica. Esta, a su vez, se puede utilizar para estimular las células beta artificiales y producir insulina de forma controlada.

El corazón de la pila de combustible es un ánodo hecho de nanopartículas de cobre que desdobla la glucosa en ácido glucónico y un protón para generar electricidad. La pila está envuelta en una tela no tejida y recubierta de alginato. Este último es un producto de algas aprobado para uso médico. Lo que le da la apariencia de una pequeña bolsita de té que se puede implantar bajo la piel. El alginato absorbe el líquido corporal y permite que la glucosa pase del tejido a la pila de combustible.

En un segundo paso, los investigadores acoplaron la pila de combustible a una cápsula que contiene células beta artificiales. Estas pueden estimularse para producir y secretar insulina mediante corriente eléctrica o luz LED azul. Cuando la pila de combustible detecta un exceso de glucosa, empieza a generar energía eléctrica. Luego esta energía se utiliza para estimular las células para que produzcan y liberen insulina en la sangre. Como resultado, la glucemia desciende hasta un nivel normal. Cuando desciende por debajo de un determinado umbral, se detiene la producción de electricidad e insulina.

Este dispositivo podría revolucionar el tratamiento de la diabetes tipo 1

La combinación del suministro continuo de energía sostenible y la entrega controlada de insulina podría revolucionar el tratamiento de la diabetes tipo 1 en el futuro. Además, el dispositivo implantable tiene capacidad de comunicación con dispositivos externos como smartphones, lo que permite a los usuarios ajustar el sistema mediante una aplicación, y a los médicos acceder al dispositivo a distancia para realizar ajustes necesarios.

El prototipo de este dispositivo ha sido probado con éxito en ratones, pero aún no se puede convertir en un producto comercializable. Se necesitaría un socio industrial con los recursos y conocimientos adecuados para llevar un dispositivo como este al mercado. Sin embargo, la investigación llevada a cabo por estos científicos de la ETH Zurich es un paso importante hacia una solución innovadora y sostenible para el tratamiento de la diabetes de tipo 1 y otras enfermedades crónicas. La posibilidad de utilizar el exceso de energía metabólica para producir electricidad y alimentar dispositivos biomédicos es una idea fascinante que podría revolucionar el tratamiento de enfermedades crónicas en el futuro.

Referencias:

Blood-Glucose-Powered Metabolic Fuel Cell for Self-Sufficient Bioelectronics: https://doi.org/10.1002/adma.202300890

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